节能降碳 | 汽轮机及辅机改造案例：店塔电厂 2×135MW 机组空冷增容改造

店塔电厂 2×135MW 机组空冷增容改造

一、工程概况

国家能源集团陕西神木发电有限责任公司 2×135MW 煤矸石空冷机组，分别于 2005 年 12 月和 2006 年 1 月投产发电，空冷系统采用机械通风直接空冷系统，原空冷凝汽器布置在主厂房A 排外，每台机设 12 个冷却单元，沿A 排方向布置 3 列空冷器，每列为 4 个冷却单元，空冷风机平台高 27 米。店塔电厂于 2019 年 9 月对 135MW 机组进行空冷增容改造。主要内容：

1）2×135MW 机组将原有双排管管束更换为换热能力更好的单排管管束，原有的空冷每台机散热面积约 35 万平米，更换后的空冷每台机散热面积 43.7335 万平米。

2）蒸汽分配管、下联箱、检修平台步道、热工、电气等附属部件整体利旧。

3）挡风墙钢结构利旧，彩板全部更换新彩板。

4）空冷原钢结构重新打磨除锈、防腐，蒸汽分配管、收集管进行整体防腐处理。

5）从零米至空冷平台加装一部三菱客货两用电梯。载重量：2000Kg； 提升高度：27m；轿箱规格：1500mm×2620mm（宽×深），停层数：2 层（0m、27m）。

二、改前情况

1、设计参数和技术指标

2×135MW 煤矸石空冷机组原冷却元件采用GEA 公司设计制造的热浸镀锌翅片双排管，冷却面积为 342608m2，其中顺流面积 270480m2，逆流面积72128m2。

2、存在的问题

由于机组原设计冷却面积偏小、空冷设备老化、表面结垢等原因，空冷岛冷却能力下降明显，其极大地影响了机组出力和机组运行的经济性。

三、改造方案

1、技术路线

本次 2×135MW 机组空冷增容改造项目，由北京首航艾启威节能技术股份有限公司设计并生产制造单排管空冷管束替换原有双排管管束束，空冷岛上其余附属设施整体利旧；项目改造完成后机组的年运行平均背压为13.9KPa， 实现机组整体背压下降 4.6kPa， 全年平均降低机组煤耗约4.6g/kWh。

2、实施方案

（1）改造内容及关键设备

1）原有 2 台机组 240 片双排管空冷管束全部更换为单排管空冷管束， 项目完成后每台机组空冷管束散热面积由原来的 35 万m2 增加到 43 万m2， 空冷岛上其余附属设备整体利旧。

2）空冷岛挡风墙彩钢板将全部提换为新彩钢板。

3）空冷原钢结构重新打磨除锈、防腐，蒸汽分配管、收集管进行整体防腐处理。

4）从零米至空冷平台加装客货两用电梯。载重量：2000Kg；提升高度：

27m；轿箱规格：1500mm×2620mm（宽×深），停层数：2 层（0m、27m）。

（2）项目总投资与施工周期

店塔电厂 2×135MW 空冷增容改造项目批复资金 3800 万元，实际花费3380.0125 万元，约占项目批复资金总额的 88.95 。项目实际花费包含空

冷增容改造可研、设计、空冷增容改造设备购置、改造施工、改造监理、性能试验等各项费用。

空冷增容改造项目主体工程，将每台机组施工严格控制在 45 天工期内。

3.创新点

本次空冷增容改造将 135MW 机组原有 GEA 双排管空冷管束全部更换为换热能力更好的单排管管束，更换后将原来单台机组空冷散热面积由 35 万平米提升到 43.7335 万平米，其余附属蒸汽分配管、下联箱、检修平台步道等相关设备全部整体利旧。

空冷增容改造后将原机组出力负荷由 80MW（环境温度 33℃）直接提升至 125MW，同步实现机组整体背压下降 4.6kpa 以上，全年平均降低机组煤耗约 4.6g/kWh，年节约标煤约 5400t，减少二氧化碳排放约 14148t，二氧化硫排放约 45.9t,氮氧化合物约 39.96t。

四、实施效果

1.改造前后技术指标、运行情况对比

空冷增容改造使 135MW 机组真空严密性得到保障，全面提升了机组运行经济性及安全性。在夏季环境温度 33℃时将机组最大出力由 80MW 提升到 120MW（受主机锅炉出汽量限制）。通过空冷增容改造前、后性能试验对比分析，空冷改造后机组性能指标如下：

1）TRL 试验工况修正到设计条件下（进风温度 33℃），低压缸排汽质量流量为 341.503±4.484t/h，大于设计值 338.5t/h。修正到设计条件下的低压缸排汽压力为 26.704kPa，小于空冷系统设计排汽压力 27kPa。

2）TMCR 试验工况修正到设计条件下（进风温度 18.5℃），低压缸排汽质量流量为 333.651±3.759t/h，大于设计值（329.9/h）。修正到设计条件下的低压缸排汽压力为 13.679kPa ， 小于空冷系统设计排汽压力13.9kPa。

3）各工况过冷度均小于 2℃。

2.项目经济性分析

通过 135MW5 机组空冷增容改造前、后性能试验对比分析，可以发现本次空冷增容改造实施后：

1）135MW 机组真空严密性指标达到合格标准；

2）机组在 TRL 和 TMCR 两个考核工况下均达到设计要求，空冷增容改造实施后 135MW 机组的年运行平均背压为 13.9KPa，实现机组整体背压下降 4.6kPa，全年平均降低机组煤耗约 4.6g/kWh，年节约标煤约 5400T（按照 500 元/T 计算，折合人民币约 270 万元）。

3）135MW 机组度夏时由原来的 80MW 负荷提升至 125MW（受锅炉主机出汽量限制），按照 3 个月时间计算折合新增发电量 9720 万KW/h（单台机组）。